612

Изучение геометрии скольжения на примере ГЦК монокристалла и расчет фактора Шмида для различных систем скольжения

Лабораторная работа

Математика и математический анализ

Действующие системы скольжения и их количество для никеля при ориентировке кристалла. Системы скольжения и их количество при ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11.

Русский

2013-01-06

71 KB

47 чел.

Отчет по лабораторной работе

Изучение геометрии скольжения на примере ГЦК монокристалла и расчет фактора Шмида для различных систем скольжения

Цель работы

  1.  Закрепление теоретических знаний по темам: Кристаллографическая природа пластической деформации, Критическое напряжение сдвига и Геометрия скольжения.
    1.  Приобретение навыков работы со стереографической проекцией.
      1.  Приобретение практических навыков по расчету фактора Шмида.

Действующие системы скольжения и их количество для никеля при ориентировке кристалла [100].

При ориентировке кристалла [100] будет действовать 8 систем скольжения:

  1.  (111) [-101]
  2.  (111) [1-10]
  3.  (-111) [-1-10]
  4.  (-111) [101]
  5.  (1-11) [10-1]
  6.  (1-11) [011]
  7.  (-1-11) [-10-1]
  8.  (-1-11) [0-11]

Расчет фактора Шмида для ориентировки кристалла [100].

- угол между нормалью к плоскости скольжения и осью кристалла;

- угол между направлением скольжения и осью кристалла;

cos =

cos =            = 0,58

cos =            = 0,71

coscos=0,58∙0,71=0,41

Фактор Шмида при ориентировке кристалла [100] равен 0,41.

Системы скольжения и их количество при ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11.

Для выбранной ориентации оси растяжения системой скольжения с наибольшим фактором Шмида является система (11) [01].Такую систему называют первичной. В процессе деформации направление скольжения [01] должно поворачиваться к оси растяжения. Чтобы рассмотреть последующие изменения в действующих системах скольжения, более удобно полагать, что не направление скольжения приближается к оси растяжения, а наоборот ось растяжения поворачивается к направлению скольжения. Поэтому на рисунке показывается перемещение полюса Р в направлении полюса [01]. Через некоторое время ось растяжения попадет на границу стереографического треугольника [001](), и дальше в  следующий  стереографический треугольник, но в нем системой скольжения с наибольшим  фактором Шмида является система (11) [01]. Это означает,  что с этого момента ось растяжения  должна приближаться к направлению скольжения [01], тогда ось растяжения снова попадет в первый  стереографический треугольник и вступает в действие первичная система. Система (11) [01] называется вторичной. Процесс продолжается до тех пор, пока ось растяжения не попадет в положение, соответствующее ориентировке [2]. В этом положении одновременно действуют обе системы скольжения, т.е первичная и вторичная.

Такое скольжение называют двойным или множественным. Через некоторое время оно приведет к локализации деформации в шейке образца, упрочнению кристалла и его разрушению. Из-за множественного характера скольжения сдвиговая деформация (пластичность) ГЦК кристаллов не превышает 100%  (существенно меньше, чем в ГП кристаллах). При ориентировке 001 действует 8 систем скольжения, это отвечает четырем плоскостям с двумя направлениями скольжения в каждой, из которых одновременно может быть использовано только одно.

Вывод: закрепила теоретические знания по темам: «Кристаллографическая природа пластической деформации», «Критическое напряжение сдвига» и «Геометрия скольжения». Приобрела практические навыки по расчету фактора Шмида и работы со стереографической проекцией. Особенностью ГЦК кристаллов является то, что они имеют много систем скольжения, и следовательно их трудно ориентировать для действия только одной системы. Поворот направления скольжения к оси растяжения кристалла (направление скольжения принадлежит системе скольжения с наибольшим фактором Шмида) неизбежно приведет к сдвигу по другим системам скольжения, в которых из-за поворота фактор Шмида возрастает.

Для того чтобы показать, какие системы скольжения действуют в кристалле при данной ориентации оси растяжения, необходимо знать угловые соотношения между направлением, плоскостью скольжения и осью растяжения. Чтобы определить ориентацию плоскостей и направлений скольжения в кристалле необходимо знать ориентировку кристалла. Для этого строят стереографическую проекцию. Она является геометрическим построением на плоскости, в котором сохраняются и могут быть измерены угловые соотношения между плоскостями в кристалле. Из-за множественного характера скольжения сдвиговая деформация (пластичность) ГЦК кристаллов не превышает 100%. При ориентировке 100 действует 8 систем скольжения, это отвечает четырем плоскостям с двумя направлениями скольжения в каждой, из которых одновременно может быть использовано только одно. Фактор Шмида для такой ориентировки равен 0,41. При ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11, действуют две системы скольжения: (11) [01] – первичная, (11) [01] - вторичная. Такое скольжение называют двойным или множественным. Через некоторое время оно приведет к локализации деформации в шейке образца, упрочнению кристалла и его разрушению.


-101

-111

-1-11

-1-10

-110

100

1-11

111

101


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13486. Исследование характеристик типовых динамических звеньев (усилительное и апериодическое звено 1-го порядка) 881 KB
  Лабораторная работа №2 на тему: Исследование характеристик типовых динамических звеньев усилительное и апериодическое звено 1го порядка Дисциплина: ОПД.Ф.15. Теория автоматического управления 1. Цель работы. 1.1. Исследование взаимосвязей между параметрами ...
13487. Исследование характеристик типовых динамических звеньев (апериодическое звено 2-го порядка, колебательное и консервативное звенья) 720.5 KB
  Лабораторная работа №3 по предмету Теория автоматического управления на тему: Исследование характеристик типовых динамических звеньев апериодическое звено 2го порядка колебательное и консервативное звенья 1. Цель работы. 1.1. Исследование взаимосвязей ме
13488. Исследование характеристик типовых динамических звеньев (идеальное интегрирующее звено, реальное интегрирующее звено, изодромное звено) 866 KB
  Лабораторная работа №4 по предмету Теория автоматического управления на тему: Исследование характеристик типовых динамических звеньев идеальное интегрирующее звено реальное интегрирующее звено изодромное звено 1. Цель работы. 1.1. Исследование взаимос...
13489. Исследование характеристик типовых динамических звеньев (идеального дифференцирующего звена, реального дифференцирующего звена, звена чистого запаздывания.) 1.12 MB
  Лабораторная работа №5 по предмету Теория автоматического управления на тему: Исследование характеристик типовых динамических звеньев идеального дифференцирующего звена реального дифференцирующего звена звена чистого запаздывания. 1. Цель работы. 1.1. Ис...
13490. Принципы функционирования среды Matlab и Simulink 178.5 KB
  Лабораторная работа №1 на тему: Принципы функционирования среды Matlab и Simulink Дисциплина: ОПД.Ф.15. Теория автоматического управления 1. Цель работы. 1.1. Ознакомление с основными правилами структурного метода построения типовых звеньев используя библиотеку объектов S...
13491. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИНЕЙНЫХ САУ 120.5 KB
  Лабораторная работа №7. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИНЕЙНЫХ САУ. Дисциплина: ОПД.Ф.15. Теория автоматического управления ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Исследование влияния параметров линейной системы рис. 1 на ее устойчивость; Изучение возможностей практического
13492. Синтез САУ 816 KB
  Лабораторная работа №9. Тема: Синтез САУ Дисциплина: ОПД.Ф.15. Теория автоматического управления Цель работы: 1. Изучение методики выбора типового регулятора и расчета его настроек. 2. Практическая оценка и исследование характеристик САР с типовым регулятором о...
13493. КОРРЕКЦИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ САУ 209.5 KB
  Лабораторная работа №10. Тема: КОРРЕКЦИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ САУ Дисциплина: ОПД.Ф.15. Теория автоматического управления 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Эта работа нацелена на приобретение студентами навыков анализа и синтеза САУ : 1 определение характеристик С...
13494. СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ 288 KB
  Лабораторная работа №11. Синтез систем автоматического регулирования. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ Дисциплина: ОПД.Ф.15. Теория автоматического управления 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Данная работа нацелена на приобретение студентами навыков синтеза САУ. Её целью является вы